(57)【要約】【課題】排ガス浄化装置における濾過装置を、効率よく再生処理すること。【解決手段】再生処理中に所定間隔で、再生終了までに必要とされる全燃料噴射量を算出する。算出された全燃料噴射量と閾値とを比較し、全燃料噴射量が閾値を上回る場合、その時点で再生処理を中断させる。これにより、再生処理が、フィルタの再生処理に適さないと状態で実施されているときに、再生処理を中断して、無駄な燃料噴射を防止し、燃費の悪化やオイルダイリューションを防止できる。【選択図】図１
2010190195.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用の排ガス濾過装置に堆積した被濾過物をレイトポスト噴射により燃焼させ、前記排ガス濾過装置を再生させる再生処理方法において、
所定時間経過ごとに、該所定時間内における前記レイトポスト噴射に伴う燃料噴射量と前記被濾過物の燃焼による被濾過物(煤)減少量を算出し、
前記濾過装置を再生させるに必要とされる前記被濾過物の被濾過物(煤)残量を算出し、
前記定時間内における燃料噴射量、前記煤減少量、前記煤残量および現時点までにレイトポスト噴射に伴い噴射した既燃料噴射量により、前記濾過装置を再生させるのに必要とされる全燃料噴射量を算出し、
該全燃料噴射量と閾値とを比較し、全燃料噴射量が閾値を超えた場合、再生処理を中断させることを特徴とした車両用排ガス濾過装置の再生処理方法。
【請求項２】
排ガスに含まれる煤分を濾過する濾過装置を具え、該濾過装置に堆積した煤分をレイトポスト噴射により燃焼させ、前記濾過装置の再生機能を有する排ガス浄化装置において、
所定時間経過ごとに、前記濾過装置に堆積している煤残量を算出する煤残量算出部と、
前記所定時間内における前記レイトポスト噴射に伴う燃料噴射量と、前記煤分の燃焼による煤減少量と、前記煤残量と、再生処理開始からの既燃料噴射量を算出し、前記濾過装置を再生させるのに必要とされるレイトポスト噴射にかかる全燃料噴射量を算出する全燃料噴射量算出部と、
該全燃料噴射量と閾値とを比較し、全燃料噴射量が閾値を超えた場合、再生処理を中断させる判定部と、を備えて構成したことを特徴とする車両用排ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用排ガス浄化装置における濾過装置を再生する再生処理方法、および濾過装置の再生処理を行う車両用排ガス浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両には、排ガスを浄化する、例えばＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）装置と呼ばれる排ガス浄化装置が具えられている。排ガス浄化装置は、排ガス中に含まれる微粒子を濾過し捕捉する濾過装置や、ＮＯｘやＨＣを処理しそれらの濃度を低減させる触媒装置等を適宜内部に具えている。
【０００３】
濾過装置は、排ガスを濾過すると、煤分が堆積し、目詰まりにより濾過機能が低下する。そのため濾過装置の目詰まりを解消する方法の一つとして、煤分を排ガス浄化装置の内部で燃焼させる再生処理が行われる。
【０００４】
この再生処理において、車両の排ガスが高温であれば、車両走行中に排ガスを濾過装置に通すことで、煤分を燃焼させることができる。ところがディーゼルエンジンを搭載した車の場合、通常の走行状態では、煤分を着火燃焼させるほど排ガスが高温にならない。そのため、燃料のレイトポスト噴射を行い、排ガスを高温にすることが行なわれている。
【０００５】
レイトポスト噴射は、例えばエンジンの膨張行程から排気行程にかけて筒内に燃料を噴射し、未燃焼ガスを排ガス浄化装置に供給し、未燃焼ガスを濾過装置の上流に設けられた触媒で反応させて、その際に生じる熱で排ガス温度を上昇させる処理である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３９３３１７２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、低速で、かつ低い負荷の状態でディーゼルエンジン搭載車両が走行していると、車両から排出される排ガスは、温度が低く、通常触媒装置は、未燃焼成分が反応する活性温度に達していない。すると、レイトポスト噴射を実施するため燃料を噴射しても、触媒装置の温度が低いために、未燃焼成分を反応させることができず、未燃焼成分がそのまま触媒装置を通過して、発熱を生じさせない。
【０００８】
また、仮に触媒装置の温度が反応温度まで上昇しても、車両が低速で、かつ低負荷の状態で走行していると、排ガス温度が低く、かつその熱量も小さいため、燃料をレイトポスト噴射させ、反応熱を発生させても、触媒装置の温度、および濾過装置の温度が低く、煤分が着火し、完全に焼却されるまで長い処理時間がかかる。そのためその間に噴射される燃料量が多くなり、燃費を悪化させたり、気化せずオイルパン内部に流れ込む燃料のためにオイルダイリューションを生じさせるおそれがあった。
【０００９】
本発明は上記課題を解決し、排ガス浄化装置において、濾過装置の再生処理が長時間にわたり実施されることを防ぎ、燃料の無駄な消費、燃費の悪化、オイルダイリューションの発生を防止する再生処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するため車両用排ガス浄化装置における濾過装置の再生処理方法を次のように構成した。  
車両用の排ガス濾過装置の再生処理方法において、所定時間経過ごとに、その間に噴射した燃料噴射量と、被濾過物の燃焼による減少量とを算出する。また現時点までに噴射した既燃料噴射量と、被濾過物残量を求め、これらの値から、再生処理が完了するまでに要する全燃料噴射量を算出する。そして全燃料噴射量と閾値とを比較し、全燃料噴射量が閾値を超えたとき再生処理を中断することとした。
【発明の効果】
【００１１】
本発明にかかる車両用排ガス浄化装置における濾過装置の再生処理方法は、次の効果を有している。
【００１２】
レイトポスト噴射により被濾過物（煤）が燃焼され、それに基づく被濾過物の減少量から全燃料噴射量を判断するので、正確に全燃料噴射量を把握でき、再生処理を適切に中断させることができる。
【００１３】
これにより、触媒装置における反応が低い場合や、濾過装置の温度を上昇させにくい場合などを適確に認識し、かかる場合に燃料の無駄な噴射や再生処理の長期化を防止し、燃費の悪化やオイルダイリューションを生じさせない。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明にかかる濾過装置の一実施形態を具えた内燃機関の全体構成を示す構成図である。
【図２】レイトポスト噴射の動作を示すフローチャートである。
【図３】制御装置を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明にかかる、濾過装置を再生処理する処理方法の一実施形態について、図を参照して説明する。  
図１に、車両用駆動装置１０の全体構成を示す。車両用駆動装置１０は、内燃機関としてのエンジン１２と、過給器１４と、排ガス浄化装置としてのＤＰＦ装置１６と、燃料噴射装置１８と、制御装置２０などを具えて構成されている。
【００１６】
エンジン１２は、圧縮点火式の内燃機関で、いわゆるディーゼルエンジンである。過給器１４は、いわゆるターボチャージャであり、排気通路としての排気管２２と吸気通路としての吸気管２４に接続しており、排気圧を利用してタービンを回転させ、エアクリーナ２６から導入された外気を加圧してエンジン１２に送り込む。
【００１７】
燃料噴射装置１８は、気筒内燃料噴射装置であり、先端をエンジン１２の燃焼室内部に臨ませて取り付けてある。燃料噴射装置１８には、燃料タンク５０からの燃料パイプ４２が、図示しない加圧機構を介して接続されている。また、燃料噴射装置１８には、制御装置２０から延びる信号線４４が接続されている。燃料噴射装置１８は、制御装置２０の燃料噴射部４８（図３参照。）から指示を受けると、指示に従い所定量の燃料を所定の時期に噴射する。
【００１８】
尚エンジン１２は、ディーゼルエンジンに限るものではなく、また過給器１４を具えない自然吸気式のエンジンでもよい。また、燃料噴射装置１８は、燃焼室に直接噴射するものでなく、吸気通路内に燃料を噴射する吸気通路内燃料噴射装置でもよい。
【００１９】
ＤＰＦ装置１６は、濾過装置としてのフィルタ２８と、触媒装置３０、３２を具え、上流側が過給器１４の排気管に接続し、下流側が車両の排気口３４に連通している。フィルタ２８は、多孔質セラミックなどからなる濾過装置であり、表面に微細な孔（図示せず。）を有している。孔は、気体は通過するが、排ガスに含まれている微粒子、主に被濾過物としての煤分を通過させない大きさを有している。
【００２０】
触媒装置３０、３２は、酸化触媒等からなり、排ガスの流通方向に沿ってフィルタ２８の前後に取り付けられている。触媒装置３０は、例えばＮＯｘ還元触媒で、排ガスがリーン状態でＮＯｘを吸着し、排ガスがリッチ状態になると、ＮＯｘをＮ２に還元する。触媒装置３２は、ＨＣ等を処理する触媒である。
【００２１】
またＤＰＦ装置１６には、差圧センサ３６と上流側温度センサ３８が設けられている。差圧センサ３６は、フィルタ２８の上流側と下流側にそれぞれ感知部を有し、各感知部の値からフィルタ２８の上流側と下流側に生じている圧力差を検出する。尚差圧センサ３６は、他の方法でフィルタ２８の差圧を検出してもよい。上流側温度センサ３８は、フィルタ２８の上流側の温度、つまりフィルタ２８に流入する排ガスの温度を計測する。
【００２２】
差圧センサ３６、上流側温度センサ３８等の各センサは、それぞれ各信号線を介して制御装置２０に接続している。制御装置２０には、その他、吸気温度センサなどの各種センサ（いずれも図示せず。）が接続されており、制御装置２０は、車両を走行させる通常の制御を行うほか、フィルタ２８の再生処理を行う。
【００２３】
フィルタ２８の再生処理として、レイトポスト噴射がある。レイトポスト噴射は、エンジン１２が膨張行程から排気行程である期間に燃料噴射装置１８から燃料を適宜噴射する。かかるレイトポスト噴射を行うことにより、燃焼室内に噴射された燃料の一部が燃焼されることなく排気管２２に送り出され、未燃焼ガスにより排ガス温度が上昇し、煤分を加熱、燃焼させてフィルタ２８を再生する。
【００２４】
制御装置２０は、フィルタ２８の再生処理を行うため、図３に示すように排ガス量算出部６０と、煤残量算出部６２と、全燃料噴射量算出部６４と、計時部６６と、記憶部６８と、判定部７０とを具えている
排ガス量算出部６０には、吸気流量センサ４０、燃料噴射部４８、上流側温度センサ３８などが接続されている。吸気流量センサ４０は、吸気管２４内に設けてあり、吸気管２４を通りエンジン１２に流入される吸気量を計測して排ガス量算出部６０に送出する。燃料噴射部４８は、燃料噴射装置１８に接続し、制御装置２０の指示に従って燃料噴射装置１８に信号を送出し、燃料を噴射させる。また燃料噴射部４８は、燃料噴射装置１８に燃料噴射の信号を送出すると、排ガス量算出部６０および全燃料噴射量算出部６４にも同様の燃料噴射量を現す信号を送出する。上流側温度センサ３８は、フィルタ２８の上流に設けられ、フィルタ２８に流入する排ガスの温度を、排ガス量算出部６０に送出する。
【００２５】
排ガス量算出部６０は、燃料噴射部４８で算出された走行に伴って噴射された燃料噴射量、吸気流量センサ４０で求められた吸気流量、上流側温度センサ３８が検出した、フィルタ２８に流入する排ガスの温度の値などから、エンジン１２から排出される排ガス量を算出する。
【００２６】
煤残量算出部６２には、差圧センサ３６、上流側温度センサ３８などが接続されている。煤残量算出部６２は、差圧センサ３６が送り出すフィルタ２８の前後の差圧値、上流側温度センサ３８が送り出すフィルタ２８に流入する排ガス温度、および排ガス量算出部６０が算出する排ガス流量の値などからフィルタ２８に堆積している煤の堆積量を算出する。また煤残量算出部６２は、フィルタ２８に堆積している煤の堆積量から、フィルタ２８を再生させるまでに焼却すべき煤残量を算出する。再生処理においてフィルタ２８から完全に煤を除去する場合は、煤の堆積量と煤残量は同じ値となる。
【００２７】
全燃料噴射量算出部６４は、燃料噴射部４８から送られた噴射燃料量を所定時間ごとに積算する。また全燃料噴射量算出部６４は、煤残量算出部６２が算出した煤残量と、所定時間内に噴射した燃料噴射量と、その間に燃焼された煤減少量と、現時点までに焼却された全煤燃焼量の値などから、フィルタ２８を再生処理させるに必要とされる全燃料噴射量を算出する。
【００２８】
計時部６６は、再生処理開始から時間を計測し、また所定時間ごとにその旨を全燃料噴射量算出部６４および判定部７０に送出する。記憶部６８には、閾値Ａが記憶されている。閾値Ａは、フィルタ２８を再生させるに当たり、噴射させる許容最大燃料噴射量である。  
判定部７０は、閾値Ａと全燃料噴射量算出部６４が算出した全燃料噴射量とを比較する。そして判定部７０は、閾値Ａより全燃料噴射量が大きい場合には、再生処理を中断させる判断を行う。
【００２９】
次に、図２のフローチャートを用いて再生処理の作動について説明する。
【００３０】
フィルタ２８の再生処理は、フィルタ２８に堆積した煤の量が所定量に達したときに実施する。具体的には制御装置２０が、フィルタ２８における煤の堆積量が閾値を超えたと判断したり、あるいは前回実施した再生処理からの車両の走行距離数やエンジン回転数の累積値が閾値を超えたことなどを検出して実施する。
【００３１】
このようなことからフィルタ２８の再生が必要と判断すると、制御装置２０は、まず再生処理の要求を出す。（ステップ１００。）再生処理の要求を出すと、制御装置２０は、初期設定としてｔを０とする（ステップ１０１）。そして、閾値Ａ、および所定時間間隔ａが入力されたら（ステップ１０２）、レイトポスト噴射を開始する（ステップ１０３）。レイトポスト噴射が開始されたら、レイトポスト噴射により噴射された燃料の燃料噴射量Ｂを順次積算する（ステップ１０４）。
【００３２】
次に経過時間ｔに１を加えｔとする（ステップ１０５）。ステップ１０６で経過時間ｔが所定時間ａに達したか否か判断し、達していなければステップ１０４に戻る。ステップ１０６で、経過時間ｔが所定時間ａに達したと計時部６６が判断されたら、所定時間ａ内に噴射した燃料噴射量Ｂを算出する（ステップ１０７）。更に、再生処理を開始してから今回の所定時間ａの計測以前に噴射された既燃料噴射量Ｃに燃料噴射量Ｂを加え、新たな既燃料噴射量Ｃを算出する（ステップ１０８）。
【００３３】
次に煤残量算出部６２は、排ガス量算出部６０で求められた排ガス流量と、差圧センサ３６からのフィルタ２８の上下流間の差圧と、上流側温度センサ３８からの排ガス温度などから、フィルタ２８に堆積している煤堆積量を算出する。更に煤残量算出部６２は、算出された煤堆積量から、フィルタ２８の再生終了までに燃焼が必要とされる煤残量Ｄを算出する（ステップ１０９）。また、現時点での煤残量Ｄから、前回算出された煤残量Ｄを減算し、煤残量差Ｅを求める（ステップ１１０）。この煤残量差Ｅは、今回の所定時間ａ内で焼却された煤量を示す。
【００３４】
次に、全燃料噴射量算出部６４は、煤残量差Ｅと、燃料噴射量Ｂと、煤残量Ｄの値から、今後フィルタ２８の再生終了までに必要とされる必要燃焼噴射量Ｇを算出する。更に必要燃焼噴射量Ｇに既燃料噴射量Ｃを加算して、全燃料噴射量Ｆを算出する（ステップ１１１）。
【００３５】
判定部７０は、全燃料噴射量Ｆと記憶部６８に記憶されている閾値Ａとを比較し（ステップ１１２）、全燃料噴射量Ｆが閾値Ａより小さければ、ステップ１１３に進む。ステップ１１３では、煤の堆積量等からフィルタ２８の再生処理が終了したか判断し、再生処理の終了条件を満たしていなければ、ステップ１１４で、ｔを０とし、ステップ１０４に戻る。ステップ１０４からは、再度所定時間ａが経過するまで、燃料噴射量等を上述したと同様に求める。また、ステップ１１３で、再生処理が終了していることが確認されたら、再生処理は終了する。
【００３６】
一方ステップ１１２で、全燃料噴射量Ｆが閾値Ａより大きければ、判定部７０は、再生処理をその時点で中断し（ステップ１１５）、再生処理は終了する。
【００３７】
以上説明したように、本発明にかかるフィルタの再生処理方法によれば、再生処理の進行状態に応じてフィルタ２８の再生処理を中断させるか否かを判断し、処理が順調に進行していない場合には、処理途中で処理を中断させるので、レイトポスト噴射を無理に実施して燃料を無駄に消費することがない。したがって、燃料を有効に利用して効率よくフィルタ２８を再生することができる。また長時間にわたる再生処理の実施、燃費の悪化、およびオイルダイリューションの発生を防止することができる。  
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、車両用の排ガス浄化装置における、フィルタの再生処理に用いられる。
【符号の説明】
【００３９】
１０…車両用駆動装置
１２…エンジン
１６…ＤＰＦ装置
１８…燃料噴射装置
２０…制御装置
２８…フィルタ
３０…触媒装置
３２…触媒装置
３６…差圧センサ
３８…上流側温度センサ
４０…吸気流量センサ
４８…燃料噴射部
６０…排ガス量算出部
６２…煤残量算出部
６４…全燃料噴射量算出部
６６…計時部
６８…記憶部
７０…判定部
【図１】
2010190195.tif 000003
【図２】
2010190195.tif 000004
【図３】
2010190195.tif 000005